(57)【要約】【課題】半導体ウェーハの切断性と半導体チップのピックアップ性とを両立させた固定テープを用いることによって、半導体装置の製造工程における切断時およびピックアップ時の不良発生率を共に低減する。【解決手段】半導体ウェーハ１の第２の面（研削面）１ｂに接着剤フィルム６を貼り付けた後、ウェーハリング７に張設された固定テープ８を、半導体ウェーハ１の第２の面１ｂに接着剤フィルム６を介して貼り付ける。固定テープはウェーハ形状に対応する軟質な第１の領域Ａ１とウェーハリング７に固着された部分を含む硬質な第２の領域Ａ２とを有する。接着剤フィルム６と共に半導体ウェーハ１を切断して半導体チップを作製した後、半導体チップを固定テープからピックアップして装置構成基材上に接着する。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチップ領域が設けられた第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面とを有する半導体ウェーハの前記第２の面を研削する工程と；
前記半導体ウェーハの前記第２の面に接着剤フィルムを貼り付ける工程と；
ウェーハリングに張設された固定テープを、前記半導体ウェーハの前記第２の面に前記接着剤フィルムを介して貼り付ける工程と；
前記接着剤フィルムと共に前記半導体ウェーハを前記チップ領域に沿って切断し、前記複数のチップ領域を個片化して半導体チップを作製する工程と；
前記半導体チップを前記固定テープからピックアップする工程と；
前記ピックアップした半導体チップを装置構成基材上に接着する工程と；を具備し、
前記固定テープは、前記半導体ウェーハの形状に対応する軟質な第１の領域と、前記第１の領域の外周側に設けられ、前記ウェーハリングに固着された部分を含む硬質な第２の領域とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の領域は５０ＭＰａ未満の弾性率を有し、前記第２の領域は５０ＭＰａ以上の弾性率を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造方法において、
前記固定テープは基材層と粘着層との２層構造を有し、前記粘着層に前記第１の領域と前記第２の領域とが設けられていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造方法において、
前記固定テープは基材層と粘着層との２層構造を有し、前記基材層に前記第１の領域と前記第２の領域とが設けられていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造方法において、
前記固定テープは基材層の１層構造を有し、前記基材層に前記第１の領域と前記第２の領域とが設けられていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程は、半導体ウェーハの表面側に半導体回路や配線層等を形成する工程と、半導体ウェーハをチップ形状に応じて切断（個片化）する工程と、個片化された半導体チップを配線基板や他の半導体チップ上に実装する工程とに大別される。半導体ウェーハの切断工程（個片化工程）は、半導体ウェーハの裏面（研削面）に接着剤フィルムとウェーハリングに張設された固定テープとを順に貼り付け、この状態でブレードを用いて半導体ウェーハを接着剤フィルムと共に切断することにより実施される。
【０００３】
固定テープを介してウェーハリングに支持された半導体ウェーハをブレードで良好に切断するために、固定テープには半導体ウェーハが動かないように十分に固定することが可能な硬さが求められる。一方、固定テープはダイシングテープを兼ねているため、切断直後のブレード側面とウェーハ切断面とが干渉しないように、切断ラインに沿って伸び開く伸縮性を有していることが求められる。また、半導体ウェーハの裏面にシワや気泡を発生させることなく貼り付けるためにも、固定テープには伸縮性が求められる。
【０００４】
半導体ウェーハの切断工程で個片化された半導体チップは、配線基板等に実装するために、固定テープから剥離してピックアップされる。半導体チップの固定テープからの剥離は、一般的に固定テープの下側から半導体チップをピンで突き上げつつ、半導体チップを吸着保持してピックアップすることにより実施される。この際、固定テープを突き上げピンで伸ばしながら半導体チップを剥離するため、固定テープには伸縮性が求められる。さらに、接着剤フィルムと固定テープとの剥離力が小さいことが求められる。
【０００５】
このように、固定テープには切断時に半導体ウェーハを固定することが可能な硬さと貼り付け性やピックアップ性を良好に保つことが可能な伸縮性とが求められる。従来の固定テープには硬さと伸縮性とを両立させた樹脂テープが用いられてきたが、これら両特性を満足させるように固定テープを材料設計するには限界がある。半導体ウェーハは薄厚化される傾向にあり、特に厚さが１００μｍ以下の半導体ウェーハの加工ではウェーハ厚が薄くなればなる程、固定テープの硬さと伸縮性とを両立させることが可能な範囲が小さくなる。このため、実用的な固定テープを設計できなくなるおそれが生じている。
【０００６】
特許文献１には、切断時における半導体ウェーハの保持状態を安定化させるため、半導体ウェーハの切断前に紫外線硬化型の固定テープ（ダイシングテープ）に紫外線を僅かに照射して半硬化させることが記載されている。この場合、固定テープの特性は一様に変化するため、半導体ウェーハの固定に必要な硬さを得ようとすれば貼り付け性やピックアップ性の維持に求められる伸縮性の低下は避けられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２４２０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、半導体ウェーハの切断性と半導体チップのピックアップ性とを両立させた固定テープを用いることによって、切断時およびピックアップ時の不良発生率を共に低減することを可能にした半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様に係る半導体装置の製造方法は、複数のチップ領域が設けられた第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面とを有する半導体ウェーハの前記第２の面を研削する工程と；前記半導体ウェーハの前記第２の面に接着剤フィルムを貼り付ける工程と；ウェーハリングに張設された固定テープを、前記半導体ウェーハの前記第２の面に前記接着剤フィルムを介して貼り付ける工程と；前記接着剤フィルムと共に前記半導体ウェーハを前記チップ領域に沿って切断し、前記複数のチップ領域を個片化して半導体チップを作製する工程と；前記半導体チップを前記固定テープからピックアップする工程と；前記ピックアップした半導体チップを装置構成基材上に接着する工程と；を具備し、前記固定テープは、前記半導体ウェーハの形状に対応する軟質な第１の領域と、前記第１の領域の外周側に設けられ、前記ウェーハリングに固着された部分を含む硬質な第２の領域とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の半導体装置の製造方法においては、軟質な第１の領域と硬質な第２の領域とを有する固定テープを用いるため、半導体ウェーハの切断性と半導体チップのピックアップ性とを両立させることができる。従って、切断時およびピックアップ時の不良発生率を共に低減した半導体装置の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態におけるウェーハ表面への保護テープの貼付工程を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態におけるウェーハ裏面の研削工程を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態におけるウェーハ裏面への接着剤フィルムの貼付工程を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態におけるウェーハ裏面への固定テープの貼付工程を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における保護テープの剥離工程を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態におけるウェーハダイシング工程を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施形態における半導体チップのピックアップ工程を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施形態における半導体チップの実装工程を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態におけるウェーハ表面への保護テープの貼付工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態におけるウェーハ裏面の研削工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態におけるウェーハ裏面への接着剤フィルムの貼付工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施形態におけるウェーハ裏面への固定テープの貼付工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施形態における保護テープの剥離工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施形態におけるウェーハダイシング工程を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施形態における半導体チップのピックアップ工程を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施形態による固定テープの第１の構成例を示す断面図である。
【図１７】本発明の実施形態による固定テープの第２の構成例を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施形態による固定テープの第３の構成例を示す断面図である。
【図１９】固定テープの弾性率とチッピング量との関係を示す図である。
【図２０】固定テープの弾性率とピックアップ不良率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の半導体装置の製造方法の実施形態について説明する。図１ないし図８は本発明の実施形態による半導体装置の製造工程を模式的に示す斜視図である。図９ないし図１５は図１ないし図７に示す半導体装置の製造工程に対応する断面図である。図１６ないし図１８は実施形態で用いられる固定テープの構成例を示す断面図である。これらの図を参照して、本発明の実施形態による半導体装置の製造工程について説明する。
【００１３】
図１および図９に示すように、表面側に半導体回路等が形成された半導体ウェーハ１を用意する。半導体ウェーハ１は複数のチップ領域２が設けられた第１の面（表面）１ａとそれとは反対側の第２の面（裏面）１ｂとを有している。チップ領域２には半導体回路や配線層を含む半導体素子部が形成されている。複数のチップ領域２間にはダイシング領域３が設けられており、このダイシング領域３に沿って半導体ウェーハ１を切断することによって、複数のチップ領域２をそれぞれ個片化して半導体チップを作製する。
【００１４】
このような半導体ウェーハ１の第１の面（表面）１ａに保護テープ４を貼り付ける。保護テープ４は後工程で半導体ウェーハ１の第２の面（裏面）１ｂを研削する際に、チップ領域２に設けられた半導体素子部を保護するものである。保護テープ４には、例えば粘着層を有するポリエチレンテレフタレートテープのような樹脂テープが用いられる。次いで、図２および図１０に示すように、半導体ウェーハ１の第２の面（裏面）１ｂを研削し、続いて必要に応じて研磨する。半導体ウェーハ１の第２の面（裏面）１ｂは、図２に示すようにラッピング定盤５を用いて機械的に研削される。
【００１５】
次に、図３および図１１に示すように、半導体ウェーハ１の研削面（第２の面）１ｂに接着剤フィルム６を貼り付ける。接着剤フィルム６は半導体ウェーハ１と共に個片化され、各チップ領域２を個片化して作製した半導体チップを実装する際に接着剤層として機能するものである。接着剤フィルム６には、一般的なエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等を主成分とする樹脂フィルム（ダイアタッチフィルム）が用いられる。
【００１６】
次いで、図４および図１２に示すように、ウェーハリング７に張設された固定テープ８を、半導体ウェーハ１の第２の面１ｂに接着剤フィルム６を介して貼り付けた後、図５および図１３に示すように保護テープ４を剥離する。固定テープ８は半導体ウェーハ１をウェーハリング７に保持するためのテープであり、さらに半導体ウェーハ１を切断する際にはダイシングテープとして機能するものである。固定テープ８は図１３に示すように、半導体ウェーハ１の形状に対応する第１の領域Ａ１と、第１の領域Ａ１の外周側に設けられ、ウェーハリング７に固着された部分を含む第２の領域Ａ２とを有している。
【００１７】
固定テープ８の第１の領域Ａ１は軟質な領域であり、第２の領域Ａ２は第１の領域Ａ１に比べて硬質な領域とされている。半導体ウェーハ１の形状に対応する第１の領域Ａ１を軟質領域（伸縮性がある領域）とすることによって、半導体ウェーハ１の第２の面（裏面）１ｂにシワや気泡を発生させることなく貼り付けることができる。さらに、各チップ領域２を個片化して作製した半導体チップを固定テープ８の下側からピンで突き上げながらピックアップする際に、突き上げピンで固定テープ８を良好に伸ばすことができる。すなわち、半導体チップのピックアップ性を向上させることが可能となる。
【００１８】
一方、ウェーハリング７に固着された部分を含む第２の領域Ａ２は硬質な領域とされているため、ウェーハリング７に対する半導体ウェーハ１の固定性を高めることができる。すなわち、半導体ウェーハ１を切断する際に、半導体ウェーハ１が動かないように固定テープ８で十分に固定することが可能となる。さらに、固定テープ８を十分に引っ張った状態でウェーハリング７に張設することができるため、半導体ウェーハ１の切断時に固定テープ８を切断ラインに沿って伸び開かせることができる。この点に関しては第１の領域Ａ１が軟質な領域（伸縮性がある領域）であることも有効に作用する。
【００１９】
第１および第２の領域Ａ１、Ａ２を有する固定テープ８は、それを構成する層（基材層や粘着層等）に軟質領域と硬質領域の２領域を設けることにより得ることができる。第１および第２の領域Ａ１、Ａ２の硬さ（軟らかさ）は、当該領域を設ける層の弾性率（引張り弾性率）により調整することができる。各領域Ａ１、Ａ２を設ける固定テープ８の構成層において、第１の領域Ａ１を形成する部分の弾性率は５０ＭＰａ未満であることが好ましく、第２の領域Ａ２を形成する部分の弾性率は５０ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００２０】
第１の領域Ａ１の弾性率が５０ＭＰａ以上であると、半導体ウェーハ１の第２の面１ｂに対する貼り付け性、突き上げピンによる固定テープ８の突き上げ性（突き上げ時における固定テープ８の伸び性）等を十分に高めることができない。このため、半導体チップをピックアップする際に、ピックアップ不良が生じやすくなる。第１の領域Ａ１の弾性率は８ＭＰａ以下であることがより好ましい。さらに、固定テープ８の第１の領域Ａ１は接着剤フィルム６に対する剥離力が０．４Ｎ／１０ｍｍ以下であることが好ましい。これによって、半導体チップのピックアップ性（剥離性）をより一層高めることができる。
【００２１】
また、第２の領域Ａ２の弾性率が５０ＭＰａ未満であると、ウェーハリング７による半導体ウェーハ１の保持性、言い換えると固定テープ８による半導体ウェーハ１の固定性を十分に高めることができない。このため、半導体ウェーハ１を切断（ダイシング）する際に、半導体チップにチッピングが生じやすくなる。半導体ウェーハ１の切断時におけるチッピング不良をより一層低減する上で、固定テープ８の第２の領域Ａ２の弾性率は３００ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００２２】
第１および第２の領域Ａ１、Ａ２を有する固定テープ８の具体例について、図１６ないし図１８を参照して説明する。図１６および図１７は基材層９と粘着層１０との２層構造を有する固定テープ８Ａを示している。２層構造の固定テープ８Ａにおいては、図１６に示すように粘着層１０に第１および第２の領域Ａ１、Ａ２を設けてもよいし、あるいは図１７に示すように基材層９に第１および第２の領域Ａ１、Ａ２を設けてもよい。基材層９は例えば厚さが７０〜１００μｍ程度のポリオレフィン系樹脂等からなる。粘着層１０は例えば厚さが１０〜３０μｍ程度のアクリル系樹脂や紫外線硬化型樹脂等からなる。
【００２３】
図１６に示すように粘着層１０に第１および第２の領域Ａ１、Ａ２を設けるにあたって、粘着層１０に紫外線硬化型樹脂を用いる場合には、第１の領域Ａ１をマスキングして第２の領域Ａ２のみに紫外線を照射する。このように、紫外線硬化型の粘着層１０の硬化を部分的に進行させることによって、硬質な第２の領域Ａ２を形成する。第１の領域Ａ１は粘着層１０の当初の軟らかさが維持されるために軟質な領域となる。粘着層１０にアクリル系樹脂を用いる場合、第２の領域Ａ２のみを局所的に加熱して重合度や架橋度を高めて硬質な領域とする。第１の領域Ａ１は当初の軟らかさに基づいて軟質な領域となる。
【００２４】
図１７に示すように基材層９に第１および第２の領域Ａ１、Ａ２を設ける場合には、基材層９を構成するポリオレフィン系樹脂を局所的に加熱し、第２の領域Ａ２の重合度や架橋度のみを高めて硬質な領域とする。この際、第１の領域Ａ２についてはポリオレフィン系樹脂の当初の軟らかさを維持することによって、軟質な領域として残存させることができる。従って、軟質な第１の領域Ａ１と硬質な第２の領域Ａ２とを有する基材層９、すなわち第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２とを有する固定テープ８を得ることができる。粘着層１０に第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２とを設ける場合も同様である。
【００２５】
図１８は基材層９の１層構造を有する固定テープ８Ｂを示している。このような場合には、基材層９に第１および第２の領域Ａ１、Ａ２を設ける。固定テープ８Ｂにおける基材層９の構成は２層構造の固定テープ８Ａにおける基材層９と同様であり、また基材層９に第１および第２の領域Ａ１、Ａ２を設ける方法も２層構造の固定テープ８Ａと同様である。すなわち、第１の領域Ａ１の軟らかさを維持しつつ、第２の領域Ａ２の重合度や架橋度を局所的に高めて硬質な領域とする。このようにして、軟質な第１の領域Ａ１と硬質な第２の領域Ａ２とを有する基材層９、ひいては固定テープ８を得ることができる。
【００２６】
次に、図６および図１４に示すように、半導体ウェーハ１を第１の面１ａ側からブレード１０で切断する。半導体ウェーハ１は接着剤フィルム６と共に切断される。このように、半導体ウェーハ１をダイシング領域３に沿って切断することによって、各チップ領域２をそれぞれ個片化して半導体チップ１１を作製する。この際、接着剤フィルム６も半導体チップ１１の形状に応じて個片化する。この段階においては、各半導体チップ１１は固定テープ８に保持されており、全体的にはウェーハ形状が維持されている。
【００２７】
この後、図７および図１５に示すように、半導体チップ１１を固定テープ８から剥離してピックアップする。半導体チップ１１は個片化された接着剤フィルム６、言い換えるとチップ形状の接着剤層１２を有している。接着剤層１２を有する半導体チップ１１は固定テープ８からピックアップされた後、図８に示すように、リードフレームや配線基板等の回路基材１３上に接着される。半導体チップ１１を多段に積層する場合、接着剤層１２を有する半導体チップ１１は他の半導体チップ上に接着される。半導体チップ１１はリードフレーム、配線基板、他の半導体チップ等の装置構成基材上に実装される。
【００２８】
図１９は固定テープ８の弾性率（第２の領域Ａ２の弾性率）とチッピング量との関係を示している。図１９におけるチッピング量は、半導体ウェーハ１をブレード１０でダイシングした際のチッピングの大きさである。図１９から明らかなように、固定テープ８の第２の領域Ａ２の弾性率を５０ＭＰａ以上とすることによって、ダイシング時のチッピング量を低減することができる。すなわち、半導体ウェーハ１のブレード１０によるダイシング性を向上させ、ダイシング時（切断時）における不良発生率（大きなチッピングや欠け等による不良の発生率）を低減することが可能となる。
【００２９】
図２０は固定テープ８の弾性率（ピックアップ不良率に関しては第１の領域Ａ１の弾性率）とピックアップ不良率との関係を示している。図２０から明らかなように、固定テープ８の第１の領域Ａ１の弾性率を５０ＭＰａ未満とすることによって、半導体チップ１１のピックアップ不良の発生を抑制することができる。また、固定テープ８と接着剤フィルム６との間の剥離力は０．４Ｎ／１０ｍｍ以下とすることが好ましいことが分かる。このように、半導体チップ１１の固定テープ８からの剥離性、ひいてはピックアップ性を向上させることができる。従って、半導体チップのピックアップ時における不良発生率（ピックアップ不良の発生率）を低減することが可能となる。
【００３０】
図２０における弾性率が５０ＭＰａ未満の領域、さらには８ＭＰ以下の領域は半導体チップ１１のピックアップ性が良好な領域である。一方、図２０の斜線領域は半導体ウェーハ１のダイシング性が良好な領域（図１９の結果に基づく）を示している。このように、半導体ウェーハ１のダイシング性と半導体チップ１１のピックアップ性とは相反する特性であり、平面方向の特性が均一な固定テープでは両特性を満足させることが難しい。そこで、この実施形態の製造工程においては、軟質な第１の領域Ａ１と硬質な第２の領域Ａ２とを有する固定テープ８を用いている。
【００３１】
このように、ウェーハリング７に固着された部分を含む第２の領域Ａ２を硬質な領域としつつ、半導体ウェーハ１の形状に対応する第１の領域Ａ１を軟質な領域とすることによって、図２０のピックアップ性が良好な領域とダイシング性が良好な領域とを兼ね備える固定テープ８を実現することができる。従って、従来の固定テープでは相反する特性であった半導体ウェーハ１のダイシング性と半導体チップ１１のピックアップ性とを共に満足させることが可能となる。すなわち、半導体ウェーハ１の切断時における不良発生率と半導体チップ１１のピックアップ時の不良発生率を共に低減することができる。
【００３２】
この実施形態の半導体装置の製造工程においては、半導体ウェーハ１のダイシング性を向上させることが可能な固定テープの弾性率（５０ＭＰａ以上）と、半導体チップ１１のピックアップ性（剥離性）を向上させることが可能な固定テープの弾性率（５０ＭＰａ未満）とを、軟質な第１の領域Ａ１と硬質な第２の領域Ａ２とを有する固定テープ８を用いることで両立させている。従って、半導体ウェーハ１の切断時における不良発生率と半導体チップ１１のピックアップ時の不良発生率を共に低減することができ、半導体装置の製造歩留りや信頼性を向上させることが可能となる。
【００３３】
本発明の半導体装置の製造方法は上記実施形態に限定されるものではなく、半導体ウェーハの切断工程と半導体チップのピックアップ工程とを含む各種工程に適用可能である。半導体装置の具体的な製造工程は本発明の基本構成を満足するものであれば種々に変形が可能である。さらに、実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で拡張もしくは変更することができ、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３４】
１…半導体ウェーハ、２…チップ領域、３…ダイシング領域、４…保護テープ、６…接着剤フィルム、７…ウェーハリング、８…固定テープ、９…基材層、１０…粘着層、１１…半導体チップ、１２…接着剤層、１３…回路基材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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